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机车轮对轴承压装机液压系统设计
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毕业设计 (论文 )开题报告 题目：机车轮对轴承压装机液压系统设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 20 日 机车轮对轴承压装机液压系统设计 题背景： 在当今这个高速发展的社会，世界的格局不断在变革，技术在不断变革 ， 我们身边的各种交通运输工具也一样不断的面临着更新变革。在这个社会里，如果要想得到长足的发展，拉近和发达国家、地区的差距，时刻处于领先位置，那么改革和发展那是必不可少的，当然也包括技术的改革和发展，否则我们就会被这个强权社会所淘汰，永远处于一个弱势的地位，不能与那些所谓的世界强国争锋。就拿铁道运输来说，铁道运输是国家运输的命脉，它分布广，运输量大，客货两运，对国民经济的发展起着非常重要的作用。世界各国都在不断的努力发展各自的铁道事业。尤其是近今年高铁的飞速发展，更进一步凸显出了铁道运输的巨大作用。为进一步提高铁道运营能力和效率、增强与航空、公路、水运的竞争力，提高行车速度是关键的一步，高铁的飞速发展就为这一点作了很好的注释。随着列车提速的实现，对机车运行的平稳性和安全性提出更高的要求，而对轴承压装质量也就显得尤为重要，它不仅关系到列车运行的平稳和舒适，更关系到列车安全。对于机车轮对来说， 轮对压装机主要用于机车轮对的压装，轴承压装机的设计，尤其是轴承压装机液压系统的设计就更是尤为重要，液压传动与控制系统相当于压装机的神经中枢系统，液压传动的准确性与平稳性决定了机器性能的好坏。伴随着液压技术的发展，压装机也在不断的更新发展。压装机是对机械零部件进行安装以及拆除为目的的设备，在机械加工行业具有广泛的用途，在国民经济的各个领域都担负起了至关重要的作用。高效率、低能耗、低噪声是近代液压机的主要特点。除此外，还必须使液压系统的价值与成本之比要高，只有这样，才能在市场上具有竞争力。 车轮对轴承压 装机液压系统国内外相关研究情况 目前关于轮对轴承压装机液压系统的研究、设计在国内外还是比较多的，主要集中在进行轴承压装机液压机系统的设计、研究开发和改进等方面的研究。 刘胜荣等设计的铁路货车滚动轴承压装机液压系统并详细阐述了其工作过程，实现了 21t 轴重及 25t 轴重轮对轴承的压装任务，达到了预定的目的。其中压装机举升机构、引申定位机构及轴向锁定机构均采用液压驱动，压装过程较为平稳，且能提供合适的动力。压装采用双端同时动作的方式，能实现频繁作业，效率较高。结果表明：该液压系统运行平稳，能驱动与控 制各液压缸的有序动作，能实现 21t 轴重及 25t 轴重轮对轴承的压装任务。 张谦对铁路货车通用轮对轴承压装装置也进行了设计研究。张谦认为，为保证压装精度，提高压装效率，压装时可以针对不同车型的轴承进行工作，因此将液压、自动化控制、计算机监控等先进技术引入压装机，对压装设备进行了一系列更新改造。张谦通过分析压装机的机械结构、液压系统及自动化控制方式，设计的轴承压装机采用框架式结构，由机体、液压站和控制台三部分组成。压装机采用液压驱动，两端支撑架上各安装一个伸套压装缸，其安装中心线高于轮对限位处的轮心高度 12保证顶尖挑起轮对时能使轮对脱离顶出缸支撑。顶出缸安装时与两伸套压装缸同轴线，利用油缸活塞杆头上端连接的 V 形块举升轮对。轮对轴向锁紧器用于压装过程存在两端压力不平衡时，限制轮对的轴向游动，保证压装质量。压装机采用两套独立的液压机构，伸套定位、压装、顶轮、送轮、落轮等动作由控制台通过电磁阀控制液压缸来完成，可以实现轮对两端同时自动压装轴承、任一端单独自动压装轴承、分工步手动操作完成压装动作。 万贤杞分析了原列车轮对轴承压装机液压系统设计中的不足之处，为了满足列车提速后运行的可靠性要求，对原设计方案进 行技术性改造，设计了新型轮对轴承压装机液压系统。万贤杞认为原列车轮对轴承压装液压系统有一定的长处，比如：原来的设计采用 2 台压装机对称布置同时启动，液压系统由送轮对回路，托轮对回路，压装回路和压力控制回路等组成。利用锻模件组织结构致密，纤维呈线性分布的理想组织结构状态，选用中心孔定位压装轮对轴承的安装方式，显示了原来的设计者光辉的智慧亮点。但是其中也有一些缺点毛病可圈可点，如：原轴承压装采用 2 台压装机对称安装，设备重复复制；不经济的效益还体现在顶轮对压装轴承全过程同步精度不甚高，调速难度大，同步精度干扰因素甚 多；过多地使用压力继电器而没有防止误动作的特效措施；系统从顶轮对增压的速度换接过程采用电磁阀，因电磁阀滞后造成动作不连续，又因高压腔无卸压回路而产生换向冲击，损坏元件和密封装置，造成液压元件频繁更换和维修，降低了工作效率。系统自动化程度有待提高，人机间不协调隐性心理因素存在等等缺陷。于是万贤杞对轴承压装机的液压系统进行了改造设计。它保留了原轴承压装机的结构设计优点，不改变原执行器的顶轮对缸和压装机的结构尺寸和送轮对、托轮对、顶轮对、压装轴承等工序，但是提高了液压系统的工作压力，可根据列车对轮对的结构要求，调 节轴承压装力。新型轮对轴承压装机与原压装机比较，其优点有：（ 1）采用 1 台压装机取代 2 台压装机对称布置压装，由 3 个同步回路取代多缸动作的不协调，提高了同步运行精度，避免了人机间不协调心理隐性事故隐患，提高了可靠性、经济效益和操作环境布局；（ 2）选择合理的液压回路，避免了原压装机液压回路因换向冲击而产生的元件损坏和泄漏等问题，减少了设备维修和元件更换。 柳波、聂宝安等也对铁道轮对轴承压装机进行了设计研究，他们分析了原压装机液压系统的设计不足，并提出优化改造措施。他们认为原来的压装机缺陷有以下五点：（ 1） 压装力不足；（ 2）轮对窜动；（ 3）元件损坏严重，维护频繁，费用大，成本高；（ 4）定量泵供油时，在压装加压过程中，运动速度很慢，溢流损失大，发热严重，油液黏度降低，泄漏增大，影响检测准确度；（ 5）系统不能实现全过程自动化控制，存在人为因素，留下隐患。通过对原来的不足的分析，他们设计了自己的新型压装机液压系统，并作了以下的改进：（ 1）加大压装力，在原结构尺寸不变的条件下，增大系统工作压力。（ 2）在原来的设计基础上，增加了锁紧回路和释压 回路，并将组合式伸套压装缸改为伸缩缸，同时增加压力继电器实现全过程自动控制。通过这一系列的改造之后，其优点就凸显无疑，比如：（ 1）系统实现了全过程自动控制，消除人为影响因素；（ 2）采用柱塞变量泵，提高了系统工作压力以满足增大压装力的要求，同时又消除溢流损失，也符合压装机快速低压、高压慢速的工作特点；（ 3）采用液压锁紧装置，使轮对锁紧，再压装，即使存在两端压力不平衡，仍可防止窜动，保证压装质量。同时落对时不脱轨，滚动方便，提高工效。锁紧装置安装在轮对内侧，且安装方便；（ 4）采用高压系列阀及压力继电器，元件不过 载工作，延迟使用寿命，减少维护，降低成本。（ 5）采用释压回路，减少高压时换向的冲击影响，并保护压力传感器。 究意义： 随着国民经济的高速发展，运输行业也在不断地飞速发展，尤其是铁道运输，铁道运输是国家运输的命脉，它分布广，运输量大，为进一步发挥铁道运输的运输能力，就需要对铁道、铁路、列车不断进行技术革新，使得它能够完成更好的履行自己的职能。那么，要发展铁道技术，其中机车轮对轴承压装机的设计就显得尤为重要，压装机的液压系统更是其中的关键，不容忽视。本课题旨在前人的基础上，设计研究一套新型的机车 轮对轴承压装机液压系统，为在这一方面的研究提供理论依据。 究方法 究内容： 本课题研究的主要内容有： （ 1） 轮对轴承压装机液压系统的整体设计构思； （ 2） 轮对轴承压装机液压系统的设计 究方案： 分析原有压装机的液压系统，查找设计中的缺陷和不足； 分析原有压装机整体设计上的不足；并想办法改正； 通过分析，形成一个自己的整体设计思路； 设计压装机的液压系统； 最后，仔细查找新设计的不足和缺陷，想办法更正 期已展开工作 究的重点及难点： 本课题研究的重点及难点： 轴承压装机的液压系统部分的设计； 期已展开的工作 : 本课题的工作方案及进度计划如下： （ 1） 上学期第 16 至第 17 周：利用互联网，图书馆书籍查阅国内外与本课题相关的文献资料，并且进行整理归类，准备开题报告； （ 2）上学期第 18 至第 19 周：确定初步本课题的研究方案，撰写开题报告； （ 3）下学期第 1 至第 5 周：改进相关研究方案，进行中期的设计计算； （ 4）下学期第 7 周：中期答辩； （ 5）下学期第 8 至第 9 周：基本完成设计任务，作最后的核对计算，确保无误； （ 6）下学期第 11 周：撰写最终 15000 字以上的论文，准备最终答辩； （ 7）下学期第 15 周：毕业答辩。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献 1 柳波、聂宝安 .新型铁道轮对轴承压装机设计研究 长沙铁道学院机 电学院工程机械研究室 第 1 期； 2 吴地勇 .自动轮对压装机液压系统研究与开发 3 张谦 .铁路货车通用轮对轴承压装装置的研究 湖南铁路科技职业学院机电 工程系 .机械工程师 第 3 期； 4 万贤杞 .谈新型列车轮对轴承压装机设计 湖南建材高等专科学校 .液压与 气动 第 10 期； 5 胡国良、王雪军、王小明 . 25t 轴重货车滚动轴承压装机电液控制系统设计 昌 液压与气动 第 4 期； 6 王小明、张海、邓建明 .基于 件的列车轴承压装机液压传统系统设计 . 江西南昌 机床与液压 3 月第 38 卷第 6 期； 7 刘胜荣、孙剑、杨咸启、赵磊 .铁路货车滚动轴承压装机液压系统 黄山学 院信息工程学院 .液压与气动 第 4 期； 8 齐志宏、聂欣然 . 铁路货车滚动轴承压装机与轴承压装质量 J. 铁道车辆 9 （ 8）： 33 9 曾祥荣 . 液压传动 M防工业出版社 10
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